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第三章
铁　金属材料
第二节　金属材料
课时17　铁合金　新型合金
目 标 导 航
学习目标 知识体系
1. 认识金属材料及其组成、性能与应用的联系 2. 了解铁合金的类型及性能
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 合金是两种金属熔合而成的具有金属特性的物质(　　)
(2) 合金的熔点一般比其成分金属的低(　　)
(3) 稀土金属可以用于生产合金(　　)
(4) 人类历史上使用最早的合金是青铜(　　)
(5) 目前世界上用途最广泛的合金是钢(　　)
(6) 合金的硬度一般比它的各成分金属的大(　　)
概 念 辨 析
×
√
√
√
√
√
纲要笔记
1. 合金的定义和特征
(1) 定义：合金是由两种或两种以上的金属(或非金属)熔合而成的，具有______特性的混合物。
(2) 特性：①合金具有许多优良的物理、化学和机械性能。一般情况下，合金的硬度比其各成分金属的___。
②大多数合金的熔点比其各成分金属的___。
合金的定义和特性
1
金属
大
低
[要点提醒]
(1) 使用最早的合金是_________________；目前用量最大、用途最广的合金是_______________。
(2) 两种金属形成合金，前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。
青铜(铜合金)
钢(铁合金)
2. 合金的特性解释
纯金属 纯金属只有一种金属原子，所以排列很规整 说明：合金中含有不同的原子，原子排列的不规则，导致合金的硬度比纯金属的大
合金 合金中有多种原子，且原子的大小不同
1. 铁合金的分类
铁合金
2
2. 铁合金的种类、特性及主要用途
名称 主要特性 主要用途
生铁 含碳量2%～4.3% 硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型 用于制造机座、管道的重要材料
碳素钢 低碳钢含碳量＜0.3% 韧性、焊接性好，但强度低 用于制造钢板、钢丝和钢管等
中碳钢含碳量0.3%～0.6% 强度高，韧性及加工性好 用于制造钢轨、车轮和建材
高碳钢含碳量>0.6% 硬而脆，热处理后弹性好 用于制造器械、弹簧和刀具等
合金钢 其中一种是不锈钢 [含铬(Cr)与镍(Ni)] 性质稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力 用于制造医疗器材、厨房用具、餐具和地铁列车的车体等
1. Ti-Fe合金和La-Ni合金等新型储氢合金。
2. 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金用于航空航天、生物工程和电子工业。
新型合金
3
分类悟法
类型1　合金的判断
　　(2024·深圳)《本草经集注》中记载我国古代冶炼钢铁的方法，将生铁(含碳量约2%)和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，故称为“灌钢法”。下列说法正确的是(　　)
A. 生铁的熔点比纯铁高
B. 在我国使用最早的合金是生铁
C. “灌钢法”冶炼制得钢过程中提高了生铁中的含碳量
D. 钢的硬度比铁大的原因是钢中含有碳原子，使铁原子层之间的相对滑动变得困难
1
D
【解析】合金的熔点低于成分金属，故生铁的熔点比纯铁低，A错误；青铜的使用早于铁，在我国使用最早的合金是青铜，B错误；钢的含碳量比生铁中的含碳量低，“灌钢法”冶炼制得钢过程中降低了生铁中的含碳量，C错误。
类型2　生铁和钢
　　下列说法正确的是(　　)
A. 由铁矿石炼铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化
B. 生铁和钢的硬度均比纯铁大
C. 生铁和钢都是铁、碳合金，它们在性能和用途上差别不大
D. 它们都能完全溶解在盐酸中
2
【解析】由铁矿石炼铁，Fe元素的化合价降低，由生铁炼成钢，需降低含碳量，煅烧时将碳转化为二氧化碳，则均发生化学变化，A错误；合金的硬度比其成分金属的大，B正确；钢中含碳量比生铁的低，性能更高，二者的用途上钢的使用范围更广，C错误；合金中碳与盐酸不反应，D错误。
B
类型3　新型合金材料
　　下列关于新型合金材料说法不正确的是(　　)
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
3
【解析】耐热合金的熔点很高，与合金的特征无关，D错误。
D
课堂评价
1. 线条来去，纹彩风流，文物上的纹样记录了五千年的华夏之美。下列纹样载体主要由合金材料制成的是(　　)
A. 清夔龙纹磁笔洗 B. 西周吴虎鼎
C. 战国燕饕餮纹瓦当 D. 汉卷云纹玉璧
【解析】清夔龙纹磁笔洗属于硅酸盐材料，不属于合金材料，A错误；西周吴虎鼎属于铜合金，属于合金材料，B正确；战国燕饕餮纹瓦当属于硅酸盐材料，不属于合金材料，C错误；玉的主要成分有SiO2和Al2O3，不属于合金材料，D错误。
B
2. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是(　　)
A. “超级钢”属于合金
B. 合金的熔点比各成分金属的高
C. 储氢金属可用于解决氢能储存和运输难题
D. 不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，有很强的抗腐蚀能
【解析】合金的熔点一般比各成分金属的低，B错误。
B
3. “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(　　)
A. 钢是以铁为主的含碳合金
B. 钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C. 生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D. 赤铁矿的主要成分为Fe2O3
【解析】由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，C错误。
C
4. 我国“蛟龙号”载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68 m处。“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列关于合金的说法不正确的是(　　)
A. 钛合金是一种新型合金
B. 钛合金的硬度比金属钛低
C. 青铜、合金钢和硬铝都是合金
D. 储氢合金可用于以H2为燃料的汽车
【解析】合金的硬度比成分金属的大，B错误。
B
配套新练案
1. 下列大唐宝藏主要由合金材料制成的是(　　)
A. 八棱净水秘色瓷瓶 B. 素面淡黄琉璃茶盏
C. 鎏金铜浮屠 D. 汉白玉菩萨像
【解析】八棱净水秘色瓷瓶主要成分为硅酸盐，不是合金，A错误；素面淡黄琉璃茶盏主要成分为硅酸盐、二氧化硅，不是合金，B错误；鎏金铜浮屠是铜的合金，C正确；汉白玉菩萨像主要成分为碳酸钙，不是合金，D错误。
C
2. 合金是一类用途广泛的金属材料。下列关于合金的说法正确的是(　　)
A. 铜铝合金的硬度比铜和铝的都大，熔点比铜和铝的都低
B. 合金只能由两种或两种以上的金属组成
C. 合金的制备过程发生的是化学变化
D. 铁合金不能与酸反应
【解析】合金是一种金属熔合其他金属或非金属形成的具有金属特性的混合物，B不符合题意；合金的制备过程没有新物质生成，是物理变化，C不符合题意；铁合金中含有铁，能够与盐酸等反应生成盐和氢气，D不符合题意。
A
3. 将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金，破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是(　　)
A. 记忆合金的形状变化属于化学变化
B. 合金的熔点一般比各组分金属高，硬度比各组分金属小
C. 形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等
D. 钛合金的化学性质与钛单质完全相同
【解析】记忆合金的形状变化，该过程中只发生了形变，并无新物质生成，属于物理变化，A错误；合金的熔点一般比组分金属的低，硬度比组分金属的大，B错误；合金的化学性质与其各成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质性质外，还具备其他组成成分的性质，D错误。
C
4. 铁元素在地壳中含量丰富。下列说法不正确的是(　　)
A. 不锈钢属于铁合金
B. 用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3＋
C. 铁制品锈蚀过程中铁被还原
D. 浸在有机溶剂溶液中可减缓锈蚀
【解析】铁制品锈蚀过程中铁元素化合价升高，被氧化，C错误。
C
5. 下列说法正确的是(　　)
A. 金属钠着火，可以用干粉灭火器灭火
B. 铁主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石之中，游离态的铁单质存在于陨铁中
C. 铝制餐具可以用来长时间存放酸性或碱性食物
D. 储氢合金指的是能够用物理吸附的方法吸收氢气的合金，如镧镍合金等
【解析】钠着火不能用干粉灭火器或泡沫灭火器灭火，A错误；铝制餐具表面的氧化铝是两性氧化物，易与强酸、强碱反应，表面腐蚀后金属铝会继续和酸、碱反应，不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性的食物，C错误；储氢金属是一种能够大量吸收H2，并与H2结合生成金属氢化物的金属材料，D错误。
B
6. 下列关于新型合金材料说法不正确的是(　　)
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
D
7. 下列国宝级文物主要由合金材料制成的是(　　)
A. 铸客大铜鼎 B. 河姆渡陶灶
C. 兽首玛瑙杯 D. 角形玉杯
【解析】铸客大铜鼎属于铜的合金，A符合题意。
A
8. 下列关于合金的说法正确的是(　　)
A. 铝合金硬度比纯铝小
B. 生铁是铁碳合金，钢是纯净的铁单质
C. 硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳
D. 不锈钢和钢都是铁合金，性质完全相同
【解析】合金的硬度比其任一成分金属都大，铝合金硬度比纯铝大，A正确；生铁和钢均为铁碳合金，B错误；不锈钢和钢都是铁合金，但其内部结构和组分不同，性质不完全相同，D错误。
C
9. 下列关于金属材料的说法正确的是(　　)
A. 合金都是由不同金属单质组成的混合物
B. 飞机机身使用镁铝合金而不用钢材，因为钢材价格高
C. 青铜是我国最早使用的合金，钢是用量最大、用途最广的合金
D. 家用刀具(不锈钢)、体温计(水银)、高压锅(硬铝)都是合金
C
10. 我国“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列关于合金的说法正确的是(　　)
A. 钛合金是一种新型金属单质
B. 钛合金熔点比钛金属高
C. 钛合金的硬度与钛单质相同
D. 青铜、合金钢和硬铝都是合金
D
11. 钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 (　　)
A. 用来作保险丝
B. 用于制造航天飞机
C. 用来制造人造骨
D. 用于家庭装修，作钛合金装饰门
【解析】制作保险丝应该用熔点比较低的金属材料，而钛及其合金熔点高，不适合作保险丝，A错误。
A
12. 合金是重要的金属材料。
(1) 下列物品所使用的主要材料属于合金的是___(填字母)。
A. 青花瓷瓶
B. 橡胶充气艇
C. 不锈钢锅
(2) 生铁是常用的合金，生铁属于_________(填“纯净物”或“混合物”)。
(3) 黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻画(如图所示)，纯铜片上留下明显的划痕，说明______________________________。
C
混合物
黄铜的硬度比纯铜的硬度大
(4) 黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下(杂质不溶于水、不参与反应)：
①Ⅱ中反应的化学方程式为____________________________________________ ______________。
②下列说法正确的是______(填字母)。
a. Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤
b. 溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn＋CuSO4=== ZnSO4＋Cu
ab
【解析】(4) ②因氧化锌的质量远大于氧化铜，且锌单质也能和硫酸反应生成硫酸锌，而铜和硫酸不反应，故溶液A中硫酸锌的质量大于硫酸铜。
谢谢观赏第二节　金属材料
课时17　铁合金　新型合金
学习目标 知识体系
1. 认识金属材料及其组成、性能与应用的联系2. 了解铁合金的类型及性能
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 合金是两种金属熔合而成的具有金属特性的物质(×)
(2) 合金的熔点一般比其成分金属的低(√)
(3) 稀土金属可以用于生产合金(√)
(4) 人类历史上使用最早的合金是青铜(√)
(5) 目前世界上用途最广泛的合金是钢(√)
(6) 合金的硬度一般比它的各成分金属的大(√)
合金的定义和特性
1. 合金的定义和特征
(1) 定义：合金是由两种或两种以上的金属(或非金属)熔合而成的，具有金属特性的混合物。
(2) 特性：①合金具有许多优良的物理、化学和机械性能。一般情况下，合金的硬度比其各成分金属的大。
②大多数合金的熔点比其各成分金属的低。
[要点提醒]
(1) 使用最早的合金是青铜(铜合金)；目前用量最大、用途最广的合金是钢(铁合金)。
(2) 两种金属形成合金，前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。
2. 合金的特性解释
纯金属 纯金属只有一种金属原子，所以排列很规整 说明：合金中含有不同的原子，原子排列的不规则，导致合金的硬度比纯金属的大
合金 合金中有多种原子，且原子的大小不同
铁合金
1. 铁合金的分类
2. 铁合金的种类、特性及主要用途
名称 主要特性 主要用途
生铁 含碳量2%～4.3% 硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型 用于制造机座、管道的重要材料
碳素钢 低碳钢含碳量＜0.3% 韧性、焊接性好，但强度低 用于制造钢板、钢丝和钢管等
中碳钢含碳量0.3%～0.6% 强度高，韧性及加工性好 用于制造钢轨、车轮和建材
高碳钢含碳量>0.6% 硬而脆，热处理后弹性好 用于制造器械、弹簧和刀具等
合金钢 其中一种是不锈钢[含铬(Cr)与镍(Ni)] 性质稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力 用于制造医疗器材、厨房用具、餐具和地铁列车的车体等
新型合金
1. Ti-Fe合金和La-Ni合金等新型储氢合金。
2. 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金用于航空航天、生物工程和电子工业。
类型1　合金的判断
　(2024·深圳)《本草经集注》中记载我国古代冶炼钢铁的方法，将生铁(含碳量约2%)和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，故称为“灌钢法”。下列说法正确的是(D)
A. 生铁的熔点比纯铁高
B. 在我国使用最早的合金是生铁
C. “灌钢法”冶炼制得钢过程中提高了生铁中的含碳量
D. 钢的硬度比铁大的原因是钢中含有碳原子，使铁原子层之间的相对滑动变得困难
【解析】合金的熔点低于成分金属，故生铁的熔点比纯铁低，A错误；青铜的使用早于铁，在我国使用最早的合金是青铜，B错误；钢的含碳量比生铁中的含碳量低，“灌钢法”冶炼制得钢过程中降低了生铁中的含碳量，C错误。
类型2　生铁和钢
　下列说法正确的是(B)
A. 由铁矿石炼铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化
B. 生铁和钢的硬度均比纯铁大
C. 生铁和钢都是铁、碳合金，它们在性能和用途上差别不大
D. 它们都能完全溶解在盐酸中
【解析】由铁矿石炼铁，Fe元素的化合价降低，由生铁炼成钢，需降低含碳量，煅烧时将碳转化为二氧化碳，则均发生化学变化，A错误；合金的硬度比其成分金属的大，B正确；钢中含碳量比生铁的低，性能更高，二者的用途上钢的使用范围更广，C错误；合金中碳与盐酸不反应，D错误。
类型3　新型合金材料
　下列关于新型合金材料说法不正确的是(D)
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
【解析】耐热合金的熔点很高，与合金的特征无关，D错误。
1. 线条来去，纹彩风流，文物上的纹样记录了五千年的华夏之美。下列纹样载体主要由合金材料制成的是(B)
A. 清夔龙纹磁笔洗 B. 西周吴虎鼎
C. 战国燕饕餮纹瓦当 D. 汉卷云纹玉璧
【解析】清夔龙纹磁笔洗属于硅酸盐材料，不属于合金材料，A错误；西周吴虎鼎属于铜合金，属于合金材料，B正确；战国燕饕餮纹瓦当属于硅酸盐材料，不属于合金材料，C错误；玉的主要成分有SiO2和Al2O3，不属于合金材料，D错误。
2. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是(B)
A. “超级钢”属于合金
B. 合金的熔点比各成分金属的高
C. 储氢金属可用于解决氢能储存和运输难题
D. 不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，有很强的抗腐蚀能
【解析】合金的熔点一般比各成分金属的低，B错误。
3. “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(C)
A. 钢是以铁为主的含碳合金
B. 钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C. 生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D. 赤铁矿的主要成分为Fe2O3
【解析】由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，C错误。
4. 我国“蛟龙号”载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68 m处。“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列关于合金的说法不正确的是(B)
A. 钛合金是一种新型合金
B. 钛合金的硬度比金属钛低
C. 青铜、合金钢和硬铝都是合金
D. 储氢合金可用于以H2为燃料的汽车
【解析】合金的硬度比成分金属的大，B错误。
配套新练案
1. 下列大唐宝藏主要由合金材料制成的是(C)
A. 八棱净水秘色瓷瓶 B. 素面淡黄琉璃茶盏
C. 鎏金铜浮屠 D. 汉白玉菩萨像
【解析】八棱净水秘色瓷瓶主要成分为硅酸盐，不是合金，A错误；素面淡黄琉璃茶盏主要成分为硅酸盐、二氧化硅，不是合金，B错误；鎏金铜浮屠是铜的合金，C正确；汉白玉菩萨像主要成分为碳酸钙，不是合金，D错误。
2. 合金是一类用途广泛的金属材料。下列关于合金的说法正确的是(A)
A. 铜铝合金的硬度比铜和铝的都大，熔点比铜和铝的都低
B. 合金只能由两种或两种以上的金属组成
C. 合金的制备过程发生的是化学变化
D. 铁合金不能与酸反应
【解析】合金是一种金属熔合其他金属或非金属形成的具有金属特性的混合物，B不符合题意；合金的制备过程没有新物质生成，是物理变化，C不符合题意；铁合金中含有铁，能够与盐酸等反应生成盐和氢气，D不符合题意。
3. 将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金，破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是(C)
A. 记忆合金的形状变化属于化学变化
B. 合金的熔点一般比各组分金属高，硬度比各组分金属小
C. 形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等
D. 钛合金的化学性质与钛单质完全相同
【解析】记忆合金的形状变化，该过程中只发生了形变，并无新物质生成，属于物理变化，A错误；合金的熔点一般比组分金属的低，硬度比组分金属的大，B错误；合金的化学性质与其各成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质性质外，还具备其他组成成分的性质，D错误。
4. 铁元素在地壳中含量丰富。下列说法不正确的是(C)
A. 不锈钢属于铁合金
B. 用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3＋
C. 铁制品锈蚀过程中铁被还原
D. 浸在有机溶剂溶液中可减缓锈蚀
【解析】铁制品锈蚀过程中铁元素化合价升高，被氧化，C错误。
5. 下列说法正确的是(B)
A. 金属钠着火，可以用干粉灭火器灭火
B. 铁主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石之中，游离态的铁单质存在于陨铁中
C. 铝制餐具可以用来长时间存放酸性或碱性食物
D. 储氢合金指的是能够用物理吸附的方法吸收氢气的合金，如镧镍合金等
【解析】钠着火不能用干粉灭火器或泡沫灭火器灭火，A错误；铝制餐具表面的氧化铝是两性氧化物，易与强酸、强碱反应，表面腐蚀后金属铝会继续和酸、碱反应，不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性的食物，C错误；储氢金属是一种能够大量吸收H2，并与H2结合生成金属氢化物的金属材料，D错误。
6. 下列关于新型合金材料说法不正确的是(D)
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
7. 下列国宝级文物主要由合金材料制成的是(A)
A. 铸客大铜鼎 B. 河姆渡陶灶
C. 兽首玛瑙杯 D. 角形玉杯
【解析】铸客大铜鼎属于铜的合金，A符合题意。
8. 下列关于合金的说法正确的是(C)
A. 铝合金硬度比纯铝小
B. 生铁是铁碳合金，钢是纯净的铁单质
C. 硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳
D. 不锈钢和钢都是铁合金，性质完全相同
【解析】合金的硬度比其任一成分金属都大，铝合金硬度比纯铝大，A正确；生铁和钢均为铁碳合金，B错误；不锈钢和钢都是铁合金，但其内部结构和组分不同，性质不完全相同，D错误。
9. 下列关于金属材料的说法正确的是(C)
A. 合金都是由不同金属单质组成的混合物
B. 飞机机身使用镁铝合金而不用钢材，因为钢材价格高
C. 青铜是我国最早使用的合金，钢是用量最大、用途最广的合金
D. 家用刀具(不锈钢)、体温计(水银)、高压锅(硬铝)都是合金
10. 我国“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列关于合金的说法正确的是(D)
A. 钛合金是一种新型金属单质
B. 钛合金熔点比钛金属高
C. 钛合金的硬度与钛单质相同
D. 青铜、合金钢和硬铝都是合金
11. 钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是(A)
A. 用来作保险丝
B. 用于制造航天飞机
C. 用来制造人造骨
D. 用于家庭装修，作钛合金装饰门
【解析】制作保险丝应该用熔点比较低的金属材料，而钛及其合金熔点高，不适合作保险丝，A错误。
12. 合金是重要的金属材料。
(1) 下列物品所使用的主要材料属于合金的是C(填字母)。
A. 青花瓷瓶
B. 橡胶充气艇
C. 不锈钢锅
(2) 生铁是常用的合金，生铁属于混合物(填“纯净物”或“混合物”)。
(3) 黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻画(如图所示)，纯铜片上留下明显的划痕，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度大。
(4) 黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下(杂质不溶于水、不参与反应)：
①Ⅱ中反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。
②下列说法正确的是ab(填字母)。
a. Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤
b. 溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4
【解析】(4) ②因氧化锌的质量远大于氧化铜，且锌单质也能和硫酸反应生成硫酸锌，而铜和硫酸不反应，故溶液A中硫酸锌的质量大于硫酸铜。第二节　金属材料
课时17　铁合金　新型合金
学习目标 知识体系
1. 认识金属材料及其组成、性能与应用的联系2. 了解铁合金的类型及性能
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 合金是两种金属熔合而成的具有金属特性的物质(　　)
(2) 合金的熔点一般比其成分金属的低(　　)
(3) 稀土金属可以用于生产合金(　　)
(4) 人类历史上使用最早的合金是青铜(　　)
(5) 目前世界上用途最广泛的合金是钢(　　)
(6) 合金的硬度一般比它的各成分金属的大(　　)
合金的定义和特性
1. 合金的定义和特征
(1) 定义：合金是由两种或两种以上的金属(或非金属)熔合而成的，具有________特性的混合物。
(2) 特性：①合金具有许多优良的物理、化学和机械性能。一般情况下，合金的硬度比其各成分金属的________。
②大多数合金的熔点比其各成分金属的________。
[要点提醒]
(1) 使用最早的合金是________；目前用量最大、用途最广的合金是________。
(2) 两种金属形成合金，前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。
2. 合金的特性解释
纯金属 纯金属只有一种金属原子，所以排列很规整 说明：合金中含有不同的原子，原子排列的不规则，导致合金的硬度比纯金属的大
合金 合金中有多种原子，且原子的大小不同
铁合金
1. 铁合金的分类
2. 铁合金的种类、特性及主要用途
名称 主要特性 主要用途
生铁 含碳量2%～4.3% 硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型 用于制造机座、管道的重要材料
碳素钢 低碳钢含碳量＜0.3% 韧性、焊接性好，但强度低 用于制造钢板、钢丝和钢管等
中碳钢含碳量0.3%～0.6% 强度高，韧性及加工性好 用于制造钢轨、车轮和建材
高碳钢含碳量>0.6% 硬而脆，热处理后弹性好 用于制造器械、弹簧和刀具等
合金钢 其中一种是不锈钢[含铬(Cr)与镍(Ni)] 性质稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力 用于制造医疗器材、厨房用具、餐具和地铁列车的车体等
新型合金
1. Ti-Fe合金和La-Ni合金等新型储氢合金。
2. 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金用于航空航天、生物工程和电子工业。
类型1　合金的判断
　(2024·深圳)《本草经集注》中记载我国古代冶炼钢铁的方法，将生铁(含碳量约2%)和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，故称为“灌钢法”。下列说法正确的是(　　)
A. 生铁的熔点比纯铁高
B. 在我国使用最早的合金是生铁
C. “灌钢法”冶炼制得钢过程中提高了生铁中的含碳量
D. 钢的硬度比铁大的原因是钢中含有碳原子，使铁原子层之间的相对滑动变得困难
类型2　生铁和钢
　下列说法正确的是(　　)
A. 由铁矿石炼铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化
B. 生铁和钢的硬度均比纯铁大
C. 生铁和钢都是铁、碳合金，它们在性能和用途上差别不大
D. 它们都能完全溶解在盐酸中
类型3　新型合金材料
　下列关于新型合金材料说法不正确的是(　　)
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
1. 线条来去，纹彩风流，文物上的纹样记录了五千年的华夏之美。下列纹样载体主要由合金材料制成的是(　　)
A. 清夔龙纹磁笔洗
B. 西周吴虎鼎
C. 战国燕饕餮纹瓦当
D. 汉卷云纹玉璧
2. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是(　　)
A. “超级钢”属于合金
B. 合金的熔点比各成分金属的高
C. 储氢金属可用于解决氢能储存和运输难题
D. 不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，有很强的抗腐蚀能
3. “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(　　)
A. 钢是以铁为主的含碳合金
B. 钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C. 生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D. 赤铁矿的主要成分为Fe2O3
4. 我国“蛟龙号”载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68 m处。“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列关于合金的说法不正确的是(　　)
A. 钛合金是一种新型合金
B. 钛合金的硬度比金属钛低
C. 青铜、合金钢和硬铝都是合金
D. 储氢合金可用于以H2为燃料的汽车
配套热练
第二节　金属材料
课时17　铁合金　新型合金
1. 下列大唐宝藏主要由合金材料制成的是(　　)
A. 八棱净水秘色瓷瓶 B. 素面淡黄琉璃茶盏
C. 鎏金铜浮屠 D. 汉白玉菩萨像
2. 合金是一类用途广泛的金属材料。下列关于合金的说法正确的是(　　)
A. 铜铝合金的硬度比铜和铝的都大，熔点比铜和铝的都低
B. 合金只能由两种或两种以上的金属组成
C. 合金的制备过程发生的是化学变化
D. 铁合金不能与酸反应
3. 将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金，破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是(　　)
A. 记忆合金的形状变化属于化学变化
B. 合金的熔点一般比各组分金属高，硬度比各组分金属小
C. 形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等
D. 钛合金的化学性质与钛单质完全相同
4. 铁元素在地壳中含量丰富。下列说法不正确的是(　　)
A. 不锈钢属于铁合金
B. 用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3＋
C. 铁制品锈蚀过程中铁被还原
D. 浸在有机溶剂溶液中可减缓锈蚀
5. 下列说法正确的是(　　)
A. 金属钠着火，可以用干粉灭火器灭火
B. 铁主要以＋2价和＋3价化合物的形态存在于矿石之中，游离态的铁单质存在于陨铁中
C. 铝制餐具可以用来长时间存放酸性或碱性食物
D. 储氢合金指的是能够用物理吸附的方法吸收氢气的合金，如镧镍合金等
6. 下列关于新型合金材料说法不正确的是(　　)
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
7. 下列国宝级文物主要由合金材料制成的是(　　)
A. 铸客大铜鼎 B. 河姆渡陶灶
C. 兽首玛瑙杯 D. 角形玉杯
8. 下列关于合金的说法正确的是(　　)
A. 铝合金硬度比纯铝小
B. 生铁是铁碳合金，钢是纯净的铁单质
C. 硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳
D. 不锈钢和钢都是铁合金，性质完全相同
9. 下列关于金属材料的说法正确的是(　　)
A. 合金都是由不同金属单质组成的混合物
B. 飞机机身使用镁铝合金而不用钢材，因为钢材价格高
C. 青铜是我国最早使用的合金，钢是用量最大、用途最广的合金
D. 家用刀具(不锈钢)、体温计(水银)、高压锅(硬铝)都是合金
10. 我国“蛟龙号”载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列关于合金的说法正确的是(　　)
A. 钛合金是一种新型金属单质
B. 钛合金熔点比钛金属高
C. 钛合金的硬度与钛单质相同
D. 青铜、合金钢和硬铝都是合金
11. 钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是(　　)
A. 用来作保险丝
B. 用于制造航天飞机
C. 用来制造人造骨
D. 用于家庭装修，作钛合金装饰门
12. 合金是重要的金属材料。
(1) 下列物品所使用的主要材料属于合金的是________(填字母)。
A. 青花瓷瓶
B. 橡胶充气艇
C. 不锈钢锅
(2) 生铁是常用的合金，生铁属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
(3) 黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻画(如图所示)，纯铜片上留下明显的划痕，说明__________________________________________________________________________。
(4) 黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下(杂质不溶于水、不参与反应)：
①Ⅱ中反应的化学方程式为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②下列说法正确的是________(填字母)。
a. Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤
b. 溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4

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